（报告出品方/作者：长江证券，王鹤涛、赵超、易轰）
硅钢：“双碳”新赛道，迎接新机遇
“双碳”驱动，新能源与高能效赋予硅钢材料新机遇
近年来，由温室气体排放引发的气候变化问题逐渐成为全球关注的议题。据 IPCC，大 气中温室气体的浓度直接影响全球平均气温，随着温室气体排放总量的增加，预计到 2100 年，全球气温将上升 1.5℃。全球变暖可能会引发自然灾害增多、粮食减产、缺水、 生态环境破坏等严重问题。 为减少温室气体排放，实现可持续发展，2020 年 9 月，我国提出力争在 2030 年前二氧 化碳排放达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和的目标；2021 年 3 月，在中央财经 委员会第九次会议上，我国提出构建以新能源为主体的新型电力系统；2021 年 10 月， 国务院《2030 年前碳达峰行动方案》进一步提出，到 2025 年，非化石能源消费比重达 到 20%左右，到 2030 年，非化石能源比重达到 25%左右。
实现“双碳”目标，“开源”、“节流”需双管齐下。开源，即增加以光电、风电为代表的 新能源在电力结构中的占比。据 WRI 统计，我国发电与供热行业产生的排放约占碳排 放总量的 41.6%，主要来自于火电的碳排放。据《全生命周期发电选择》，在一座电站 的全生命周期内，没有配备碳捕集技术的燃煤发电，其CO2排放强度达到1023g/kW·h； 30%燃烧效率的天然气发电厂排放强度为 723g/kW·h；50%燃烧效率为 434g/kW·h。 对比光伏电站全生命周期内碳排放强度仅 30g/kW·h，风力电站的碳排放强度仅 10g/kW·h。
节流，即减少电力输配过程中损耗的电能以及用电侧能量的损失可以有效减少能量需求， 提升绿色低碳发展水平。我国工业领域能源消费约占全社会能源消费的 65%，是节能的 主战场之一，加快推进工业节能提效，对降低能源成本，提高绿色发展水平具有重要意 义；在电力输配领域，2020 年我国电力企业线损电量为 3651 亿 kWh，占全国发电量 比重的 4.69%，提高变压器能效，减少输电线损，能大幅度实现节能减排。 由此，在“碳达峰、碳中和”的发展下，以风光电为代表的新能源发电以及高效节能的 用电设备具有广阔应用空间，硅钢作为新能源向电能转换以及影响用电设备能效不可或 缺的材料，将充分受益于新能源发电占比的提升以及用电设备能效升级。
升级拐点初现，高牌号硅钢材料或迎来结构性景气
硅钢是一种含硅量 0.5%~4.5%的碳硅铁合金材料，具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数 大等优异特性。根据硅钢中晶粒排列方式和晶体取向聚集程度，可以分为无取向硅钢和 取向硅钢。 取向硅钢的晶粒在轧制方向朝向一致，在此方向上具有优异的磁感应强度，适用于静止 器领域，如各种类型的变压器。无取向硅钢内部的晶粒朝向各不相同，尽管在轧制方向 上的磁感强度弱于取向硅钢，但在各个方向上都具有良好的磁感强度，适用于转动器领 域，如工业电机、新能源汽车驱动电机、各类家电的电机等。
根据磁感强度的大小，取向硅钢可进一步划分为高磁感取向硅钢（Hi-B）和一般取向硅 钢（CGO）。磁感强度小于 1.88T 的取向硅钢称为一般取向硅钢（CGO），大于或等于1.88T 的取向硅钢称为高磁感取向硅钢（Hi-B）。一般高磁感取向硅钢的铁损性能更低， 用作变压器铁芯时，能够减少能量变换过程中的损失。 对于无取向硅钢，则直接按照硅钢材料的铁损性能进行分类。一般将铁损 P1.5/50 小于或 等于 4.00W/kg（对应牌号 400 及以下）的无取向硅钢称为高牌号无取向硅钢，其余为 中低牌号无取向硅钢。高牌号无取向硅钢能够提升用电设备的能量利用效率。
技术壁垒对比，取向硅钢>无取向硅钢。取向硅钢工艺流程长，关键控制点多，需精准 控制元素含量，在后端轧制上需要极高的尺寸精度，相比无取向硅钢技术壁垒更高。未 经任何处理时，硅钢内部晶粒的分布杂乱无章，取向硅钢需从炼铁步骤开始加入抑制剂 （如 MnS、AlN），精准控制元素组分，将铁水中氧化物、夹杂物含量控制在较低水平； 轧制过程中还需经过多次高温退火处理，尽量减小晶粒朝向和轧制方向的夹角。在较高 的技术壁垒下，仅少数玩家具备取向硅钢的生产能力，供给格局相对优异。
新能源和能效升级的兴起，为高牌号硅钢材料带来结构性景气。自 2021 年下半年以来， 在取向硅钢和无取向硅钢市场，高端产品与中低端产品的价差持续扩大，由此演化出四 个细分赛道：高磁感取向硅钢（Hi-B）、一般取向硅钢（CGO）、高牌号无取向硅钢、中 低牌号无取向硅钢。价格的变化实质上是供需的边际变化，高牌号硅钢材料价格提升的 驱动因素是什么？高端材料的景气能否延续？通过分析细分赛道的需求弹性和供给格 局，我们将能够对这两个问题做出解答。
需求弹性：高磁感取向硅钢>高牌号无取向硅钢> 普通取向硅钢>中低牌号无取向硅钢
新能源和能效升级的发展，为硅钢材料打开成长空间。取向硅钢的下游需求中，绝大部 分以变压器为主，直接受益于新能源景气和能效升级需求，整体而言需求弹性相较无取 向硅钢更佳；而在新能源汽车、工业电机能效升级驱动下，高牌号无取向硅钢细分赛道 的需求弹性更为靓丽。将需求弹性按从大到小排列：高磁感取向硅钢（18%）>高牌号 无取向硅钢（16%）>普通取向硅钢（6%）>中低牌号无取向硅钢（5%）。
取向硅钢：传统与新兴能源共驱，能效升级促高磁感材 料景气
需求：火电重启+风光电高增，测算 2022-2025 年 CAGR 达 15%
火电重启叠加新能源的高速发展，为取向硅钢带来靓丽的需求弹性。取向硅钢下游需求 结构中，变压器占绝大部分比例，因此直接受益于各类能源装机量的提升。而在火电建 设重启叠加新能源高速发展下，未来取向硅钢市场有望保持持续的高速增长。测算到 2025 年，国内取向硅钢需求量有望达到 291.5 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 15%。
测算基于以下分析和假设： 1) 根据国际能源网，今明两年有一大批火电项目获批，预计 2022-2023 年每年核准 80GW，2024 年目标投产 80GW，考虑到项目有重叠，预计三年核准总量 200GW；考虑到项目从核准到建设的周期约在一年左右，假设 2023-2025 年每年新装机量 分别为 60GW/80GW/60GW。 2) 根据长江公用组对在建、拟建水电、核电机组的测算，预计 2023-2025 年新增水 电装机量分别为 8.86/6.97/7.47GW，新增核电装机量分别为 0.60/3.59/4.86GW。 3) 根据长江公用组预测，预计 2023-2025 年新增风电装机量分别为 60/65/70GW， 新增太阳能装机量分别为 100/120/140GW。 4) 根据《“双碳”战略下取向硅钢的价值与市场机遇》（徐劲松），在当前技术水平下， 发电侧，火电/水电/核电/风电/太阳能新增装机对应取向硅钢需求分别为 15.22GW/ 万吨，15.12GW/万吨，13.75GW/万吨，12.19GW/万吨，12.08GW/万吨。 5) 从发电机组到用电终端，需经历发电、传输、配电等流程，每一流程中均有变压器 需求，根据《“双碳”战略下取向硅钢的价值与市场机遇》（徐劲松），按我国五级 电压全网口径测算，“十三五”期间，全网口径变压器对硅钢的需求量约为发电侧 的 12.8 倍，假设“十四五”保持不变。 6) 变压器的设计寿命一般为 30 年，未来存量变压器的替换需求有望支撑取向硅钢长 期需求空间。根据《“双碳”战略下取向硅钢的价值与市场机遇》（徐劲松），保守 估算“十四五”期间存量变压器的替代需求为 8.4 万吨/年。
节奏：政策驱动+长期运营成本优势，高磁感取向硅钢有望渗透 率逐步提升
我国在网运行的变压器约 1700 万台，总容量约 110 亿千伏安。变压器损耗约占输配电 电力损耗的 40%，具有较大节能潜力。 政策驱动下，新增高效节能变压器有望快速提升。2020 年 5 月，电力变压器能效新标 准——《电力变压器能效限定值及能效等级》（GB20052-2020）正式发布，并于 2021 年 6 月正式实施。基于新标准，2021 年 1 月，国家工信部、市场监督总局、国家能源 局联合印发《变压器能效提升计划（2021 年-2023）年》的通知，计划明确要求：到 2023 年，高效节能变压器（符合新修订《电力变压器能效限定值及能效等级》中 1 级、2 级能效标准的电力变压器）在网运行比例提高 10%；当年新增高效节能变压器占比达到 75％以上；2022 年 7 月，六部委发布《工业能效提升行动计划》，进一步提出 2025 年， 新增高效节能变压器占比达到 80%以上的目标。 090 牌号取向硅钢或为高效节能变压器最低要求，105 牌号取向硅钢或为新能效标准下 变压器最低要求。在新能效标准下，满足 1 级、2 级、3 级能效变压器所需硅钢材料牌 号的最低要求分别为 080、090、105，较原标准的 090、120、140 大幅提升，意味着 105 以下牌号的取向硅钢市场空间将被较大程度的挤压。而在 2023 年新增高效节能变 压器（1 级、2 级能效）占比达到 75%以上的要求下，085、090 牌号的取向硅钢或成为 市场主流，080 及以上牌号的取向硅钢需求空间或逐步打开。总而言之，政策驱动变压 器能效升级下，为高牌号取向硅钢带来刚性需求。
高能效变压器初次投资成本较高，但在节能优势下，在 3 到 5 年之内即可收回多付出的 成本。根据《浅析新能效电力变压器的推广对实现碳达峰、碳中和的意义》（都兴双等） 测算，基于高牌号取向硅钢价格相对更高，高能效变压器的采购成本相对增加 10%~20%。 但在节能优势带来的能源成本节省下，在 3 到 5 年内即可收回多出的投资成本。考虑变 压器 30 年的使用寿命，长期运营成本远低于低能效变压器。 政策驱动叠加长期运营成本优势，高磁感取向硅钢渗透率有望快速提升。预计 2025 年， 高磁感取向硅钢渗透率提升至75%，对应高磁感取向硅钢需求增速2022-2025的CAGR 为 18%，普通取向硅钢 2022-2025 的 CAGR 为 6%。
竞争：取向硅钢 VS 非晶带材，变压器铁芯材料有力竞争者
非晶合金属于亚稳态材料，又称“液态金属”或“金属玻璃”，采用急速冷却技术将合金 熔液以每秒百万度的速度快速冷却，得到厚度约 0.03mm 的非晶合金薄带，其物理状态 表现为金属原子呈长程无序的非晶体排列。相比于取向硅钢，非晶带材在变压器负载率 较低时拥有优异的铁损性能，从而成为变压器铁芯材料领域有力的竞争者。整体来看， 取向硅钢材料在饱和磁感强度上表现更优，而非晶带材在铁损指标上表现更胜一筹。
自 2012 年国网首次对非晶变压器招标以来，以非晶带材为铁芯的非晶变压器和以取向 硅钢为铁芯的硅钢变压器展开激烈的竞争，复盘非晶变压器在国网招标占比的变化，大 致可以分为三个阶段： 1) 新兴成长期（2012-2015 年）：2012 年非晶带材横空出世，并迅速攫取市场份额。 非晶变压器因在低负荷水平下拥有优异的损耗性能被广泛接受，据国家电网的一 项通知显示，要求 2015 年运检中新采购变压器中非晶变压器占比要达到 60%以 上。由此在政策驱动下，非晶带材在国网招标的占有率从 2012 年的 23%迅速升至 2015 年的 49%。2) 沉潜积淀期（2016-2020 年）：2016 年开始，国网抽检次数变得更加频繁，非晶带 材质量稳定性缺陷逐步显现。非晶噪声大、脆性大、铁芯碎片造成绝缘损坏、表面 平整度差、突发短路及抗短路能力弱等问题严重限制了非晶变压器的竞争力。在下 游客户对变压器质量稳定性的关注提升下，取向硅钢的市场份额迅速回升，非晶变 压器在国网招标占有率逐步降至 15%。 3) 再度启航期（2021 年）：经研发改进，非晶带材质量稳定性有所提升，2021 年非 晶变压器国网招标占有率小幅升至 19%。在新能源和能效升级主线下，当前取向 硅钢和非晶带材都向着更稳定质量、更低铁损的方向发展，成为未来变压器铁芯材 料主要竞争者。
非晶带材在空载及低负载水平时损耗较低，取向硅钢在高负载水平时更具优势。非晶带 材在空载下具有单位铁损较低、易磁化、电阻率高等优点；然而，非晶带材的饱和磁感 应强度为 1.6T，而取向硅钢的饱和磁感应强度最高可达 2T；随着变压器的载荷上升， 取向硅钢的节能优势更为明显。
此外，在高负荷应用场景下，有三大因素掣肘非晶带材的应用： 1) 非晶带材的抗短路能力较取向硅钢更弱，具有安全隐患。由于非晶带材的抗突变短 路能力更弱，当变压器处于高负荷水平运行时，若电压不稳定，负荷进一步提升时， 非晶变压器更容易烧毁，造成安全隐患。2) 非晶带材具有明显脆性，加工性能更差。当电流不稳定时，非晶带材容易形成碎屑， 而变压器油一旦被非晶碎屑污染将无法再使用；相比之下，硅钢变压器可以直接更 换硅钢片，不会对变压器油形成污染。 3) 非晶带材的磁致伸缩系数远高于硅钢，使得非晶变压器在工作时会产生更大的噪 音。由于非晶变压器噪音更大，难以应用于城镇电网等居民聚居区。 因此，基于取向硅钢和非晶带材的特点，我们认为未来非晶带材或更加适用于乡镇配电 变压器等低负荷的场景，或是轨道交通、数据中心等间歇性用电的应用场景；在特高压 输配电直流/交流大型工程、市电网或工业区等高负荷用电场景，非晶带材短期内或难以 对取向硅钢形成大幅度的替代。
无取向硅钢：新能源汽车与工业电机为高牌号材料提供 最大增量
无取向硅钢主要应用于新能源汽车、中小电机、家电、电动自行车、大型发电机及智能 制造等领域，新能源汽车产销量高速增长及工业电机能效升级驱动，为高牌号无取向硅 钢带来最大增量： （1） 首先，新能源汽车领域，高牌号无取向硅钢作为永磁同步电机定、转子铁芯 的核心材料，或充分受益于新能源汽车产销量的爆发式增长带来的需求弹性； （2） 其次，中小电机是当前无取向硅钢下游应用中占比最大的领域，而高牌号的 渗透率尚不足 10%，在工业能效升级政策驱动下，高牌号渗透率有望大幅提升； （3） 再者，火电重启+新能源高景气下，大型发电机用高牌号无取向硅钢需求有望 稳步提升； （4） 最后，家电领域用无取向硅钢同样受能效升级驱动，但由于赛道众多，细分 领域需求弹性或更为靓丽。 按照 2022-2025 年下游对高牌号无取向硅钢需求复合增速排序：新能源汽车（26%）> 中小电机（22%）>大型发电机（15%）>家电（7%）；新能源汽车用高牌号无取向硅钢 增速或最为靓丽。
新能源汽车：产销量爆发式增长，需求增速最为靓丽
驱动电机作为新能源汽车的关键部件，是实现整车电能向机械能转换的关键。无取向硅 钢作为驱动电机定转子铁芯的核心材料，对电机性能有着重要影响。由此，新能源汽车 是无取向硅钢下游需求中，对材料性能要求最高的领域。当前应用于新能源汽车驱动电 机的硅钢材料全部为高牌号无取向硅钢。而在驱动电机性能提升下，新能源汽车用无取 向硅钢正向着高磁感、低铁损，高强度方向发展： 1) 高磁感：汽车在启动和爬坡时，驱动电机转速较慢，要求硅钢具有较高的磁感应强 度，使电机具有较高转矩密度，以此提供足够的拉力；2) 低铁损：汽车高速运行时，驱动电机转速较快，磁场频率增高，能量损失以铁损为 主，为减少能量损耗，需要硅钢材料具有较低的铁损； 3) 高强度：电机高速运转时巨大的离心力和狭小的定转子间隙对硅钢机械性能提出 较高要求，新能源汽车用高牌号无取向硅钢需要有较高的屈服强度和抗拉强度。
新能源汽车产销量爆发式增长下，车用高牌号无取向硅钢市场空间广阔。测算 2025 年 新能源汽车用高牌号无取向硅钢市场空间或达 94.3 万吨，2022-2025 年 CAGR 达到 26%。 测算基于以下分析和假设：1) 根据《新能源车驱动电机用电工钢用量解析计算及预测方法》（马德稷），测算得纯 电动乘用车单车所需硅钢量为 60kg，插电混动乘用车单车所需硅钢量为 57kg，纯 电动商用车单车所需硅钢量为 220kg，假设单车硅钢使用量维持不变； 2) 预计 2022-2025 年，纯电动乘用车、插电混动乘用车和纯电动商用车产销量同时 以 31%/23%/24%的速度增长，到 2025 年，预计纯电动乘用车产量达 1025 万台， 插电混动乘用车产量达 317 万台，纯电动商用车产量达 67 万台。
中小电机、家电：能效升级为主线，高牌号渗透率应声而起
电机能效标准升级引领高牌号无取向硅钢渗透率高增。2020 年 5 月，新版国标 GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》发布，并于 2021 年 6 月正式实施。对比 来看，新标准 1 级、2 级、3 级效率分别对应国际标准（IEC 60034-30-1）的 IE5、IE4、 IE3 水平，淘汰旧标准中 YX3、YE2 系列电机产品（对应国际标准为 IE2），使得电机能 效平均效率有所提升。
节奏上，监管当局提出电机能效升级的具体目标，使得高牌号电机用无取向硅钢对低牌 号的替代路径较为清晰。2022 年 7 月，六部门发布《工业能效提升行动计划》，提出 2023 年，高效节能电机年产量达到 1.7 亿千瓦，在役高效节能电机占比达到 20%以上； 2025 年，新增高效节能电机占比达到 70%以上。而当前高效节能电机渗透率尚不足 10%， 高牌号无取向硅钢对低牌号的替代空间巨大。
测算基于以下分析和假设： 1) 根据上海有色网，2000 到 2020 年，我国中小电机行业产量稳步增长，复合增长 率为 9.34%；2020 年我国中小电机产量为 2.28 亿 kW，保守预计 2020-2025 年， 中小电机产量保持 5%的复合增速，2025 年产量达到 2.91 亿 kW； 2) 根据《国内无取向硅钢未来十五年需求预测与发展建议》（岳重祥等），中小电机新 增 1 亿千瓦的容量对应无取向硅钢需求 175 万吨；预计 2025 年我国中小电机市 场对无取向硅钢的需求量为 510.5 万吨； 3) 根据《工业能效提升行动计划》的目标，结合《国内无取向硅钢未来十五年需求预 测与发展建议》（岳重祥等）的测算，保守估计 2025 年工业电机用高牌号取向硅 钢的渗透率达到 25%。 家电方面，随着我国经济发展和城市化率的提升，人均拥有耗能家电产品数量大幅增加。 据估算1，2020 年，我国空调、电冰箱、洗衣机、彩色电视、电热水器的年能耗总计约 10476.9 亿 kWh，家电行业节能潜力巨大。而不同细分领域的家电产品，高能效产品的 渗透率差异巨大，其中空调的 1 级能效产品占有率仅 3%（2019 年），提升空间巨大。
2019 年，多部门印发《绿色高效制冷行动方案》，在 2022、2030 年两个节点，针对制 冷家电设定包括绿色高效制冷产品市场占有率、节电量等多个目标，旨在大幅提升高能 效制冷产品占比。而制冷产品能效提升仅是近年家电能效提升趋势下的一个缩影，当前 家电行业普遍采用中低牌号的无取向硅钢，高牌号产品的渗透率仅 18%，在能效升级主 线下，高牌号无取向硅钢渗透率的提升是必然趋势。
基于家电细分赛道众多，部分赛道高能效产品已经占较大比例，需求弹性或不及政策驱 动下，能效全面提升的中小电机行业。据测算，预计到 2025 年，我国家电行业对高牌 号的无取向硅钢需求量有望达到 126.1 万吨，2022-2025 年的 CAGR 为 7%。
测算基于以下分析和假设： 1） 根据《国内无取向硅钢未来十五年需求预测与发展建议》（岳重祥等），2020 年我 国家电行业对无取向硅钢需求量约为 500 万吨。预计我国家电行业对无取向硅钢的 需求量以 3%的速度增长。 2） 2020 年，家电用高牌号无取向硅钢的渗透率为 18%，假设高牌号材料渗透率每年 提升 0.75%，至 2025 年高牌号无取向硅钢渗透率升至 21.8%。
大型发电机：电力装机总量增长，促进高牌号需求稳步提升
全社会用电量持续的增长需求下，电力装机总量有望稳步提升。和新能源汽车类似，大 型发电机领域对无取向硅钢材料的铁损性能具有较高要求，使用的全部为高牌号、厚规 格（0.5mm）的无取向硅钢。 电力装机容量稳步增长，带动大型发电机用高牌号无取向硅钢需求稳步提升。根据国际 能源网和长江公用组对各类能源新增装机容量的测算，预计到 2025 年，大型发电机所 需高牌号无取向硅钢达 44.6 万吨，2021-2025 年的 CAGR 为 15%。
总结：新能源和能效升级主线下，看好高牌号硅钢材料升级机遇
综合来看，新能源和能效升级主线下，更加节能高效的高牌号无取向硅钢或将迈向高速 成长期。2025 年，预计我国高牌号无取向硅钢需求将达到 438.5 万吨，2022-2025 年 的 CAGR 为 14%；中低牌号无取向硅钢需求将达到 836.5 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 2%；无取向硅钢需求总量将达到 1274.9 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 5%。预计 高牌号无取向硅钢占比从 2020 年的 21%提升至 2025 年的 34%。
竞争壁垒：高磁感取向硅钢>高牌号无取向硅钢> 普通取向硅钢>中低牌号无取向硅钢
新能源与能效升级共驱硅钢材料景气，不过，中长期的竞争壁垒和格局是夯实盈利持续 性的关键所在。按照竞争壁垒排序：高磁感取向硅钢>高牌号无取向硅钢>普通取向硅钢> 低牌号无取向硅钢。 （1） 首先，高磁感取向硅钢的生产流程最为复杂，控制节点最多；前端冶炼要求 将各元素含量控制在极窄的范围，后端轧制则需满足极高的尺寸精度要求。从开始 研发到产出成品，往往需要十年以上的时间及高额的资本投入。国内掌握全流程生 产技术的企业屈指可数，仅少量玩家分享景气上行红利。从高磁感取向硅钢的 CR2 高达 97%，即可印证。 （2） 其次，高牌号无取向硅钢兼顾磁感、薄度和力学性能。尤其新能源汽车领域， 赛道新玩家要想实现供货，从新建产线到通过认证至少需要 6-10 年时间。当前国 内仅宝钢和首钢完成全车系认证，市场上主要的供应商仅宝钢、首钢和太钢，严苛 认证壁垒掣肘新增产能，短期内行业供需有望保持紧平衡。 （3） 再者，普通取向硅钢在时间、技术、资本投入等方面相对高磁感取向硅钢略 逊一筹。由此，部分规模较大，研发能力较强，管理水平优异的民营企业通过和头 部钢企联合研发，产业分工协作来“破壁”。但取向硅钢 CR2 达 65%，头尾部企 业开工率差异明显，亦印证强者恒强的竞争格局。 （4） 最终，中低牌号的无取向硅钢技术壁垒较低，且产能扩张相对较易。相对而 言，在四个赛道中竞争格局最为弱势，预计具有成本优势的企业有望脱颖而出。
取向硅钢：全流程壁垒高铸，少数玩家分享景气红利
取向硅钢兼具时间、技术、资金高壁垒，对前端冶炼，后端轧制及全流程的精细化管理 均提出严苛的要求，多达 600 项的工艺关键控制点必须要全部达标，才能成为钢铁中的 “艺术品”。
壁垒：长研发、高投入，构筑稳固护城河
前端冶炼上看，取向硅钢中硅元素含量更高，元素控制的难度更大，且需将各元素含量 控制在极窄的范围内。冶炼过程中，对钢水纯净度控制具有极高的要求，如对每钢包 200 吨钢水，酸熔铝（Als）的控制精度必须在±10ppm 的范围以内，凸显技术难度。
后端轧制上看，取向硅钢需有极高的尺寸精度满足其叠片加工、运行效率和震动噪声的 要求。对比一张 A4 纸的厚度控制标准是 104μm，而对一卷宽度为 1.2m 的取向硅钢， 需将厚度差控制在 5μm 以内，不到一张 A4 纸厚度标准控制的 5%。
除前端冶炼和后端轧制的精准控制外，取向硅钢的生产还需较强的精细化管理能力。由 于全流程生产过程中的每一个环节都将影响最终成品的质量是否达标，对前道工序和后 道工序的安排、协调和检验都对生产企业的管理能力提出较高要求。根据望变电气公告， 取向硅钢的技术难度分别体现在前端、后端和全流程管理，其中前端原料卷冶炼技术难 度占比约 40%，后端酸洗、冷轧、脱碳退火等工序难度占比约 40%，全流程管理的技 术难度占比约 20%。
相比于一般取向硅钢，高磁感取向硅钢（Hi-B）对生产技术的要求更为严格。传统工艺 一般采用“高温法”对铸坯加热，而要生产出高性能的高磁感取向硅钢，需采用“低温 法”加热工艺。长期以来，仅宝钢和首钢掌握了低温加热一次冷轧法生产高磁感取向硅 钢的技术，而望变电气和华菱钢铁通过联合研发，成为继宝钢、首钢之后，具备低温加 热一次冷轧法生产高磁感取向硅钢能力的企业。
高端材料的研发，往往需要长周期来实现，对高端取向硅钢材料而言，龙头领先的身位 达到十年以上。早在 2003 年，宝钢开始自主研发取向硅钢，到 2004 年合格的 Hi-B 钢 板出样，再到 2008 年实现产业化，宝钢高磁感取向硅钢“从无到有”历经 5 年时间。 2011 年，宝钢开始从事耐热刻痕取向硅钢的研发；2020 年 12 月，自主集成的新型耐 热刻痕机组顺利投产，产品满足高能效卷铁芯配电变压器的要求；2021 年 3 月，耐热 刻痕产品 B23HS075 实现全球首发。从高磁感取向硅钢到更高级别的耐热刻痕取向硅 钢，宝钢历经 10 年时间。长达数十年的领先身位，使得赛道新玩家即使通过联合研发 的方式，技术上也很难超越现有龙头，构筑高端高磁感取向硅钢赛道稳固的护城河。 取向硅钢赛道另一主要壁垒是资金壁垒。吨投资视角，高端高磁感取向硅钢吨投入或达 2 万元/吨；即使产业链分工，前端和后端的吨投入也分别为 4000 元/吨和 1 万元/吨， 对比普通冷轧卷的投入仅 1000 元/吨。资金壁垒高铸，掣肘行业内大规模产能的投放。
格局：高端赛道双强争霸，中端赛道优质民企破壁
技术和资金壁垒高铸，催生高磁感取向硅钢赛道双强争霸格局。宝钢股份和首钢股份高 磁感取向硅钢合计市占率达 96%，共享行业景气红利。而对取向硅钢整体而言，宝钢+ 首钢仍占据 65%的市场份额，具备较强议价权。头部企业和尾部企业产能利用率相差 70%以上，印证强者恒强格局。 中端市场上，部分优秀的民营企业通过和头部钢企协同研发的方式成功破壁。例如望变 电气和华菱钢铁，包头威丰和太钢不锈均有研发上的合作。这种合作不仅包括研发上的 协同，还将全流程生产工序进行分工，往往钢企专注于前端冶炼环节，民营企业承担后 端轧制任务。通过锚定中端市场，与宝钢、首钢形成差异化竞争，亦占据一定市场份额。
在取向硅钢的前端冶炼环节，除宝钢、首钢是全流程生产企业外，其余大部分钢企提供 取向硅钢的基料（原料卷），太钢、涟钢、燕钢、新钢、包钢和马钢是主要的原料卷供应 商（2019 年）。此外，涟钢和新钢是主要无取向硅钢原料卷供应商。而在取向硅钢的后端轧制环节，尽管不少的民企布局一般取向硅钢（CGO）产能，但是大部分企业产能利 用率水平仅 30%~50%，和头部企业差距明显。优质民营企业通过与钢企联合研发的方 式，在中端市场占据一定份额的同时，努力向高端取向硅钢材料突破。
展望：2023-2025 年，高磁感取向硅钢供给有望延续偏紧
短期内，高磁感取向硅钢产能的扩张以全流程钢企为主。根据宝钢股份扩产计划，预计 到 2024 年，将具备 116 万高磁感取向硅钢产能，较 2021 年新增产能 26 万吨；首钢股 份预计到 2025 年具备 30 万吨高磁感取向硅钢产能，较 2021 年新增产能 11 万吨；太 钢不锈预计到 2025 年形成 16 万吨高磁感取向硅钢产能；安阳钢铁预计到 2025 年形成 6 万吨高磁感取向硅钢产能，全流程钢企合计新增产能约 60 万吨左右。通过与钢企联 合研发，分工协作，民营企业在高磁感取向硅钢产能亦有扩张，望变电气预计到 2025 年新增 8 万吨高磁感取向硅钢产能，包头威丰投资建设 10 万吨高磁感取向硅钢项目， 预计 2025 年前达产。
预计 2023 年到 2025 年，高磁感取向硅钢紧供给格局或将延续。从过往项目来看，取 向硅钢从开始建设到完全达产，往往需要 3 年左右的时间。新建产能难以满足需求扩张 的速度，使得 2023 到 2025 年，行业紧供给格局有望延续。
无取向硅钢：高牌号景气有望延续，中低牌号成本制胜
在无取向硅钢领域，细分赛道需求弹性和竞争壁垒的差异催生景气分化。在兼具高增速、 高壁垒的新能源汽车领域，龙头企业凭借技术、资金、认证等壁垒，有望实现长期盈利。 而在中低牌号无取向硅钢领域，基于新增产能的限制较弱，产能爆发式增长或快速削弱 企业盈利能力，成本管控优异的企业或“剩”者为王。
新能源汽车用无取向硅钢：认证壁垒高铸，掣肘产能扩张
无取向硅钢众多下游应用中，新能源汽车是对材料磁感强度、铁损性能和材料性能具有 最高的要求的领域。目前中国具备供应能力的企业仅 3 家，完成全车系认证的企业只有 宝钢和首钢。海外只有浦项制铁（韩国）、日本制铁（日本）、JFE 钢铁株式会社（日本） 具有新能源汽车无取向硅钢的生产能力。 在高认证壁垒下，汽车用高牌号无取向硅钢供给有望保持刚性。根据首钢股份公告，要 满足新能源汽车头部企业对高牌号无取向产品的要求，从新建产线到产品通过认证至少 需要 6-10 年的时间。根据《新能源汽车对无取向硅钢的技术挑战》（樊立峰等），目前 国内除宝钢、首钢、太钢外，鞍钢、马钢、新钢等企业已具备新能源汽车高牌号无取向 硅钢生产能力，正在积极布局产品认证工作。基于汽车为 To C 端产品，对安全性能的 高要求使得产品认证难度大，流程长，加之能够实现批量供应的企业较少，短期内行业 供给有望保持刚性。
中低牌号无取向硅钢：产能掣肘较小，低成本“剩”者为王
相较于高牌号无取向硅钢，中低牌号无取向硅钢因壁垒较低，难以支撑持续性的景气红 利。无取向硅钢技术壁垒较弱、资金壁垒较低，且投产时间较快。需求增长后，行业产 能的大规模扩张往往快速削弱景气红利。过往来看，每当无取向硅钢价格上涨后，行业 产能均有较大幅度的扩张，例如 2014、2017 和 2021 年国内无取向硅钢的产能同比分 别增长 19%、10%和 14%，使得中低牌号无取向硅钢价格往往在冲高 1 年之内，便快 速回落。
总结：高端赛道延续高景气，材料升级迎接新机遇
从供给集中度、研发周期、资金壁垒、潜在竞争者几个角度考虑，对硅钢材料四个赛道 的竞争壁垒从大到小进行排序，高磁感取向硅钢>高牌号无取向硅钢>一般取向硅钢>中 低牌号无取向硅钢。
总结来看，从需求弹性和竞争壁垒两个维度，我们认为硅钢材料的高端化升级趋势或值 得重视。新能源与能效升级的双重驱动，使高端硅钢材料的需求空间逐步打开，而在技 术、时间、资金等壁垒支撑下，有望夯实长期盈利基础。
投资：全流程钢企迈向收获期，优质民企蓄势待 发
宝钢股份、首钢股份：立足高端，细水长流
作为当前国内唯二的高磁感取向硅钢（Hi-B）全流程生产企业，以及高牌号无取向硅钢 产量规模最大的企业，宝钢股份和首钢股份立足高端硅钢材料，龙头优势显著。有望随 着市场空间和产能规模的稳步提升，共享景气红利。
宝钢股份：立足尖端硅钢材料，稳步扩张拓宽盈利空间
宝钢股份具有全球最完备的取向硅钢产品系列。宝钢的取向硅钢产品覆盖激光刻痕、低 噪声、耐热刻痕、涂层和普通取向硅钢 6 大系，70 多种产品，包括全球首发产品 12 项。 产品满足电力行业全部等级和容量，小到 10kV 以下的配电变压器，大到 1100kV 的特 高压输电变压器都可满足。
在高端产品的延拓上，宝钢股份立足国内顶尖，全球一流。截至 2021 年 Q2，宝钢股份 已实现全球 8 项高等级取向硅钢产品的首发，覆盖市面上 0.18mm-0.35mm 的全规格系 列。在常规激光刻痕产品上，宝钢股份实现了厚度为 0.18mm，最高牌号为 055 产品的 首发，充分印证公司高端产品生产能力。
公司在多个尖端领域占据绝对优势： 1) 特高压输电领域牢牢占据全球第一的位置，在国内特高压交流、直流重大工程占有 率高达 95.6%和 98.4%，实现最高±1100KV 工程供料。巴西美丽山特高压直流二 期工程占比 78.6%，成为“一带一路”的重要实践； 2) 高能效变压器领域，宝钢股份世界一流，国内第一，国内节能型变压器占比 66%， 极低铁损取向硅钢制造的 1 级能效配电变压器已经超过欧洲最高标准； 3) 高牌号无取向硅钢产品上，公司在新能源汽车驱动电机领域、大型水电发电机组领 域、空调压缩机电机领域均保持国内第一。其中新能源汽车国内的市占率达到 60%， 全球市占率 25%，通过丰田、宝马、大众、本田、蔚来等国内外车企和驱动电机 厂家的认证。在重点大型水力发电机组上，宝钢股份市占率达到 75%；在空调压 缩机电机产品上，市占率达到 35%，凸显公司在高端硅钢材料的统治力。
首钢股份：突破特高压尖端应用领域，新能源汽车增量可期
首钢股份作为国内高端硅钢材料的龙头企业，产品在尖端应用不断突破。2021 年，公 司 0.20mm 及以下超薄规格高磁感取向电工钢产品产量达到 5.4 万吨，同比增长 74%，市场占有率达到 60%，连续四年实现国内销量第一；2022 年 7 月，白鹤滩至江苏±800 千伏特高压直流输电工程竣工投产，首次采用首钢高性能取向硅钢制造的特高压直流换 流变压器正式挂网运行。 新能源汽车领域，公司下游客户分布广泛，市占率约三分之一。公司当前形成 5 个系列 23 个牌号的专用产品体系，获得美系、日系、德系及国内高端乘用车用户的高度认可， 新能源汽车全球销量 TOP10 稳定供应 6 家，国内销量 TOP10 全覆盖，国内每 3 辆新 能源汽车就有 1 辆采用首钢电工钢制造。在新能源汽车的高景气下，公司 2021 年新能 源汽车用高牌号无取向硅钢产量同比增长 231%；2022 年上半年同比增长 158%。
智新电磁是公司金属软磁材料（硅钢）的研发、制造和销售基地，产品包括取向电工钢 和无取向电工钢两大系列。2021 年，智新电磁实现营业收入 138.57 亿元，同比增长 46.39%；实现归母净利润 10.83 亿元，同比增长 215.74%。2022 年上半年，智新电磁 实现营业收入 67.67 亿元，同比下滑 1.21%；实现归母净利润 6.47 亿元，同比增长 18.66%。在钢铁行业景气下行时，公司硅钢产品业绩逆势增长，凸显高端材料盈利韧性。
华菱钢铁、望变电气：协同研发，撬动中高端市场空间
望变电气主营业务为输配电及控制设备和取向硅钢的研发、生产与销售。公司取向硅钢 生产线在 2017 年投产后，形成“从取向硅钢到变压器”的一体化产业链。当前公司具 有 10 万吨取向硅钢产能，2021 年取向硅钢产量为 10.97 万吨，产能利用率 109.67%。 取向硅钢销售收入 10.23 亿元，同比增长 92.66%；实现毛利 1.79 亿元，同比增长 124.09%；毛利率 17.50%，单吨毛利（按照产量计算）为 1632 元。 2022 年上半年，公司生产取向硅钢产品 5.56 万吨，产能利用率 111.20%，取向硅钢产 品实现销售收入 6.89 亿元，同比增长 49.46%；实现毛利 1.52亿元，同比增长 100.00%； 毛利率 22.06%，单吨毛利（按照产量计算）升至 2734 元。
挺进中高端需求，新建产品对标高能效变压器。2022 年 6 月，望变电气公告建设 8 万 吨高端磁性新材料项目。新建的 8 万吨产线全部是 Hi-B 投料，牌号为 085 及以上的高 磁感取向硅钢，与宝武、首钢形成了市场上的互补。公司预计国内设备部分 2023 年 6 月 30 日左右到位，届时预估会新增 2~3 万吨产能/年，关键进口设备预计于 2024 年 6 月到位，当年可新增 5~6 万吨产能，预计 2025 年达产。
根据华菱钢铁公告，公司投资 31.37 亿元，新建冷轧硅钢产品一期工程项目，项目计划 于 2022 年 6 月启动，工期约 32 个月。具体来看，第一步，实现年产 20 万吨无取向硅 钢、10 万吨无取向硅钢冷硬卷、9 万吨取向硅钢冷硬卷；第二步，确保一期项目整体实 现年产 40 万吨无取向硅钢、20 万吨无取向硅钢冷硬卷、18 万吨取向硅钢冷硬卷。实现 无取向硅钢的全流程生产后，公司有望进一步向取向硅钢的全流程生产攻坚。
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精选报告来源：【未来智库】。
